高考物理大一轮复习专题七恒定电流第1讲电流电阻电功及电功率课件.ppt

专题七恒定电流 第1讲电流 电阻电功及电功率 一 电流 电阻 欧姆定律1 电流 1 定义 自由电荷的 形成电流 定向移动 2 表达式 neSv 宏观表达式 I 微观表达式 I 3 方向 物理学中规定 定向移动的方向为电流的 方向 正电荷 2 电阻 电阻定律和电阻率 1 电阻的定义式 R 注意 电阻与电压和电流强 度无关 导体对电流的阻碍作用 物理意义 导体的电阻反映了 2 电阻定律 在温度不变的情况下 导体的电阻跟其 成正比 跟其 成反比 还与它的 有关 表达式为 此为电阻的决定式 长度 横截面积 材料 R lS 3 电阻率 计算式 RSl 与导体长度l 横截面积S无关 是导 体材料本身的性质 由其材料决定 且与 有关 与温度的关系 温度 增大 减小 金属 电阻率随温度升高而 半导体 电阻率随温度升高而 3 欧姆定律 正比 反比 1 内容 导体中的电流I跟导体两端的电压U成 跟它的电阻R成 2 公式 I UR 3 适用条件 适用于金属和电解液导电或纯电阻电路 基础检测 1 一段长为l 电阻为R的均匀电阻丝 把它拉制成3l长的均匀细丝后 切成等长的三段 然后把它们并联在一起 其 电阻值为 RA 3 B 3R C R9 D R 答案 D 二 电功 电功率 焦耳定律 1 电功 电场力 UIt 电能 1 定义 电路中 移动电荷所做的功 2 公式 W qU 适用于所有的用电器 3 实质 转化成其他形式的能的过程 2 电功率 1 定义 单位时间内电流做的功 表示电流做功的 3 额定功率 用电器正常工作时的功率 当用电器两端的 或流过用电器的 为额定值时 它就一定正常工作 用电器实际工作时的功率必须 额定功率 快慢 UI 电压 电流 小于或等于 2 表达式 P 3 焦耳定律 1 内容 电流通过导体产生的热量跟 成正比 跟 及 成正比 2 表达式 4 热功率 1 定义 单位时间内的发热量 电流的二次方 导体的电阻 Q I2Rt 通电时间 I2R 基础检测 2 2015年天津六校联考 电阻R和电动机 串联接到电路 中 如图7 1 1所示 已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等 开关接通后 电动机正常工作 设电阻R和电动机 两端的电压 分别为U1和U2 经过时间t 电流通过电阻R做功为W1 产生热量为Q1 电流通过电动机做功为W2 产生热量为Q2 则 有 A U1 U2 Q1 Q2B U1 U2 Q1 Q2C W1 W2 Q1 Q2 图7 1 1 D W1 W2 Q1 Q2答案 A 考点1电流的理解及其三个表达式的应用 重点归纳 续表 决定 典例剖析例1 如图7 1 2所示为一磁流体发电机示意图 A B是平行正对的金属板 等离子体 电离的气体 由自由电子和阳离子构成 整体呈电中性 从左侧进入 在t时间内有n个自由电子落在B板上 则关于R中的电流大小及方向判断正确的是 图7 1 2 解析 由于自由电子落在B板上 则A板上落上阳离子 答案 A mv2 考点练透 1 2015年安徽卷 如图7 1 3所示 一根长为L 横截面积为S的金属棒 其材料的电阻率为 棒内单位体积自由电子数为n 电子的质量为m 电荷量为e 在棒两端加上恒定的电压时 棒内产生电流 自由电子定向运动的平均速率为v 则金 属棒内的电场强度大小为 图7 1 3 A 2eL B mv2Sne C nev D evSL 答案 C 考点2欧姆定律与伏安特性曲线的理解及应用 重点归纳 1 导体的伏安特性曲线 研究部分电路欧姆定律时 常画成I U或U I图象 如图7 1 4甲 乙所示 对于线性元件 伏安特性曲线是直线 对于非线性元件 伏安特性曲线是曲线 图7 1 4 2 注意 只不过U I改变 R的值不同 4 在涉及U I图象问题时要注意 有些图象的原点不是以 U 0 I 0为起始的 典例剖析例2 多选 2015年江苏名校检测 在如图7 1 5甲所示的电路中 L1 L2 L3为三个相同规格的小灯泡 这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示 当开关S闭合后 电路中的总电流为 0 25A 则此时 甲 乙 图7 1 5 A L1上的电压为L2上电压的2倍B L1消耗的电功率为0 75WC L2的电阻为12 D L1 L2消耗的电功率的比值大于4 1 思维点拨 对非线性元件一定要注意在不同电压下 元件 的电阻值不同 解析 电路中的总电流为0 25A L1中电流为0 25A 由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3 0V L1消耗的电功率为P UI 0 75W 选项B正确 根据并联电路规律 L2中电流为0 125A 由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0 4V L1的电压大约为L2电压的7 5倍 选项A错误 由欧姆定律 L2 率为P UI 0 4 0 125W 0 05W L1 L2消耗的电功率的比值大于4 1 选项D正确 答案 BD 考点练透 2 某一导体的伏安特性曲线如图7 1 6中AB段 曲线 所示 关于导体的电阻 以下说法正确的是 图7 1 6A B点的电阻为12 B B点的电阻为40 C 导体的电阻因温度的影响改变了1 D 导体的电阻因温度的影响改变了9 解析 根据电阻的定义式可以求出A B两点的电阻分别 10 故B正确 A C D错误 答案 B 考点3电功 电功率 电热的计算 重点归纳 1 电功 电热和电功率的区别 续表 2 非纯电阻电路的能量转换关系 在非纯电阻电路 含有电动机 电解槽等 中消耗的电能除转化成内能外 还转化成机械能 如电动机 或化学能 如电解槽 即 电动机 W E机 Q UIt E机 I2Rt 电解槽 W E化 Q UIt E化 I2Rt 此时 W Q UIt I2Rt 典例剖析例3 如图7 1 7所示 有一个提升重物用的直流电动机 电动机铭牌有 电机内阻r 0 6 的标志 如果已知电路中的固定电阻R 10 电路两端电压U 160V 电压表的示数U 110V 根据以上数据试计算 1 通过电动机的电流 2 电动机的输入功率 3 电动机的输出功率 图7 1 7 思维点拨 电压表与电动机并联 故电动机的电压为电压表的读数 用串联分压原理计算出定值电阻的电压 用欧姆定律计算出电路的总电流 即可对电动机进行计算 得出结果 解 1 电阻R与电动机串联 所以电流相等 对电阻R 根据欧姆定律 由串并联的规律可得 2 电动机的输入功率P入 IU 5 110W 550W 3 电动机的发热功率Pr I2r 52 0 6W 15W故电动机的输出功率P出 P入 Pr 535W 备考策略 在非纯电阻电路里 要注意区别电功和电热 注意应用能量守恒定律 电热Q I2Rt 电动机消耗的电能也就是电流做的功W UIt 由能量守恒得W Q E E为其他形式的能 这里是机械能 对电动机来说 输入的功率P入 IU 发热的功率P热 I2R 输出的功率即机械功率P机 P入 P热 UI I2R 考点练透 3 如图7 1 8所示 A为电解槽 为电动机 N为电炉子 恒定电压U 12V 电解槽内阻rA 2 S1闭合 S2 S3断开 时 电流表 示数为6A 当S2闭合 S1 S3断开时 电流表 示数为5A 且电动机输出功率为35W 当S3闭合 S1 S2断 开时 电流表 示数为4A 求 1 电炉子的电阻及发热功率 2 电动机的内阻 3 在电解槽工作时 电能转化为化学能的功 率为多少 图7 1 8 解 1 电炉子为纯电阻元件 由欧姆定律得 其发热功率为P UI1 12 6W 72W 2 电动机为非纯电阻元件 由能量守恒定律得 3 电解槽为非纯电阻元件 由能量守恒定律得故P化 12 4 42 2 W 16W